Proteção e Controle Térmico no Mergulho

Durante o mergulho, na maioria das vezes, o mergulhador está exposto a uma temperatura ambiental menor que a necessária para ele manter sua temperatura corporal estável numa situação de conforto. Essa exposição faz com que ele gaste uma considerável quantidade de energia do seu metabolismo para manter a temperatura corporal em padrões normais. Frio além da capacidade de se manter a temperatura corporal consome muita energia. Talvez esse seja o fator principal que faça com que o mergulhador gaste tanta energia durante o mergulho.

No mergulho, podemos observar algumas situações onde há descuido em relação aos cuidados que se devem ter para manter o corpo aquecido. A primeira que lembramos, está relacionada ao mito de que, para mergulhar em regiões tropicais, por serem águas mais quentes, não há necessidade de proteção térmica. Outra situação comumente observada se relaciona ao treinamento de piscina, seja no mergulho em apneia, seja no autônomo. A menos que a água seja aquecida constantemente até 35°C, sempre haverá gradiente entre a temperatura corporal e o ambiente e, portanto, perda de calor e necessidade de se manter aquecido.

Passar frio durante o mergulho produz cansaço e prejudica o desempenho do mergulhador. Conforto térmico é fundamental numa operação de mergulho para otimizar o desempenho físico e cognitivo. Além disso, a hipotermia já foi implicada como causa direta ou indireta de acidentes de mergulho ou de suas complicações. A necessidade do mergulhador de manter sua temperatura corporal na zona de conforto faz com que ele busque soluções de proteção. Proteção térmica inadequada leva à diminuição da temperatura corporal.

As soluções, para se manter o conforto térmico, poderão ser de vários tipos. A escolha dependerá do nível de proteção necessária em função do mergulho planejado e poderá ser limitada em função dos recursos econômicos a serem investidos. Em termos práticos, o mergulhador poderá usar roupas secas, úmidas ou úmidas dependentes de fonte de calor externa (roupas perfundidas com água quente). Uma série de fatores afeta o isolamento térmico das roupas.

Independentemente do tipo de roupa e das condições de mergulho como a profundidade e o tempo de exposição a temperaturas baixas ou não, o ser humano normalmente, em qualquer imersão, lança mão de um sistema termo-regulador. Nosso objetivo é apresentar o sistema termo-regulador e as adaptações que ocorrem durante o mergulho para manter a temperatura corporal estável.

Mergulho e a perda de calor corporal

Durante o mergulho, há perda de calor do corpo para o ambiente. Essa perda decorre da grande condutividade de calor através da água que passa pela pele do mergulhador. A maior perda de calor ocorre por condução e convecção. Perda por radiação é praticamente nula. Com o contato com a água, o calor de dentro do corpo passa pela pele ao microambiente adjacente por condução. Por convecção, ele acaba sendo perdido para o meio ambiente. A água, ao contrário do ar, não produz qualquer isolamento entre a pele e a interface do ambiente.

É sabido que o mergulho predispõe à hipotermia. Isso acontece, pois, na maior parte das vezes em que o mergulho ocorre em condições de temperatura ambiente menor que a temperatura considerada neutra para a manutenção da temperatura do corpo estável dentro de valores normais e sem gasto de energia. Além disso, há uma alteração das características físicas do meio ambiente. Alterando-se o meio no qual o ser humano se encontra, a condutividade térmica no sentido de perda de calor do corpo para o meio ambiente também se altera. A água conduz muito mais calor que o ar e, por condução, retira calor do mergulhador.

Numa mesma temperatura ambiente, o ser humano esfria quatro vezes mais rapidamente na água que no ar. A manutenção da temperatura corporal durante o mergulho decorre do balanço entre a troca de calor do corpo do mergulhador com o meio ambiente e a fisiologia da regulação térmica. A resposta fisiológica para manter a temperatura corporal inicia antes e de maneira mais intensa na água do que durante as variações de temperatura no ar.

As propriedades físicas da água determinam sua capacidade de esfriar ou aquecer nosso corpo. A condutividade de calor da água é vinte e três vezes maior do que a do ar, e o calor específico por unidade de volume de água é aproximadamente 350 vezes a do ar. O coeficiente de transferência de calor aumenta com o movimento da água e mais ainda com o movimento do mergulhador. Ele passa de 230 W/m²/°C em repouso para 460 W/m²/°C em repouso com a água se movimentando ao redor, indo até 580 W/m²/°C quando se está nadando em qualquer velocidade. Os fatores térmicos mais importantes e limitadores do tempo e da segurança do mergulho são o fato de resfriarmos mais rapidamente na água que no ar numa mesma temperatura ambiental, perdendo mais calor diretamente para a água.

A quantidade de calor que se perde para a água, é importante para se estabelecer o cálculo energético da alimentação necessária para a atividade programada e o grau do isolamento térmico em relação ao ambiente que se fará necessário. Alguns estudos revelam que mergulhadores profissionais que praticam o mergulho livre em apneia, perdem aproximadamente 1.000 kcal/dia, mergulhando para atividades de pesca e coleta. Experimentos sugerem que se podem tolerar perdas de 200 a 300 kcal/h de calor corporal enquanto se está mergulhando.

Podemos concluir que a temperatura da pele cai mais rápida e prontamente na água que no ar, sendo que a mesma é levada para muito perto da temperatura da água adjacente ao corpo do mergulhador. Na imersão em água mais fria que a temperatura corporal, dependendo da temperatura ambiente, a temperatura corporal central profunda esfria duas a cinco vezes mais rapidamente que no ar. Em média, a água produz uma resposta fisiológica semelhante à do ar, estando sua temperatura a 11°C acima da dele.

Isso tudo leva à necessidade de se manter a temperatura corporal do mergulhador em limites aceitáveis. Proteção térmica inadequada durante o mergulho leva à diminuição da temperatura corporal.

Perda de calor no mergulho através da ventilação pulmonar com equipamento de respiração

De outra maneira, dependendo da densidade do gás respirado, também pode haver uma complementação de perda de calor através da ventilação pulmonar. Perda por convecção é a que ocorre na ventilação pulmonar. Durante o mergulho, uma parcela de calor passa à mistura gasosa e dela ao ambiente aquático. A intensidade da perda dependerá da mistura gasosa utilizada no mergulho. No mergulho, havendo um aumento da pressão ambiente, há maior perda de calor por convecção através da ventilação pulmonar.

Normalmente, em condições normais de pressão, a perda de calor através da ventilação pulmonar corresponde a cinco por cento da perda total de calor em repouso. Ela decorre da perda por convecção pela passagem de gás pela via aérea e da evaporação da água da camada líquida de muco que recobre a via aérea.

A perda de calor pela ventilação durante o mergulho dependerá também de outros fatores. Durante o exercício, realizando-se hiperventilação, ela pode chegar ao dobro do que em condições de repouso. Com o aumento da pressão ambiente, também há um amento da densidade da mistura gasosa e, portanto, há um aumento da perda por convecção dentro da via aérea.

Existe alguma dúvida em relação às perdas de calor através da ventilação quando se utiliza uma mistura gasosa com hélio na sua composição. O conhecimento do calor específico do hélio em relação ao nitrogênio leva a crer que há maior perda de calor pela ventilação quando se usa hélio na mistura respiratória. Apesar de o calor específico do hélio ser maior que o do nitrogênio, a densidade é menor. Sob qualquer pressão, a perda de calor por convecção em misturas contendo hélio é menor do que quando se usa nitrogênio em proporções comparáveis. Em termos práticos, a questão de menor perda de calor, utilizando-se misturas com hélio, é mais um argumento para valorizar o seu uso em mergulhos profundos e sua relação com segurança.

Sabemos que, em condições ideais, a utilização de misturas pré-aquecidas pode reduzir, em até 15%, o calor necessário a ser gerado pelo metabolismo. Entretanto, apesar do interesse em se gerarem misturas pré-aquecidas, existem muitas dificuldades a serem transpostas. Têm-se realizado muitas pesquisas com reações catalíticas com hidrogênio como método de aquecimento da mistura. Resultados práticos ainda não surgiram.

Fisiologia do controle térmico do corpo

Temperatura corporal normal

A temperatura corporal varia durante o dia e a sua medida em estudos populacionais revela que a média é de 36,8 +/- 0,4 °C. Os níveis mais baixos de temperatura oral são observados às 6 horas e os mais elevados entre as 16 e 18 horas. O gradiente de variação diária da temperatura é de 0,5°C. A variação da temperatura corporal durante o dia se estabelece na infância.

A elevação da temperatura corporal ocorre após as refeições. É possível a ocorrência de uma variação sazonal da temperatura ao longo do ano que decorra de mudanças de estados metabólicos. Não é uma alteração comum de ser observada. O idoso apresenta valores mais baixos de temperatura corporal que adultos jovens.

Manutenção da temperatura corporal normal

A temperatura corporal é regulada pelo centro termo-regulador do sistema nervoso central encontrado no hipotálamo anterior. A produção de calor pelo nosso corpo é oriunda da atividade metabólica que ocorre nas células, mas mais intensamente nos músculos e no fígado. O centro termo-regulador regula o balanço entre o excesso de produção de calor com a sua dissipação pela pele e pulmões.

A temperatura corporal pode ser mantida estável sem resfriamento ou aquecimento dentro de uma faixa de temperatura ambiente, que é definida como zona vasomotora. Nessa faixa, fisiologicamente, se mantém a temperatura corporal, somente regulando o fluxo sanguíneo na pele. Nela, o esforço termo-regulador é mínimo. A temperatura mínima na qual a temperatura corporal se pode manter estável somente com atividade vasomotora, é de 35°C. A atividade vasomotora é o recurso termo-regulador mais importante, pois controla o resfriamento ou aquecimento corporal.

A atividade vasomotora na pele também serve para regular a perda de calor evaporativa através da produção de suor. A transmissão de calor da pele para o suor ou dela diretamente para o meio adjacente depende da sua própria temperatura e serve para baixar a temperatura do corpo quando ela se eleva. A temperatura da pele é regulada pelo fluxo sanguíneo dos seus vasos capilares. Esse fluxo é regulado pelo tônus vasomotor, que pode gerar vasoconstrição ou dilatação. Se a temperatura ambiente aumenta, entra em ação a vasodilatação e a produção de suor. Juntas produzem aumento da dissipação da perda de calor através da grande área de superfície corporal.

A vasodilatação aumenta o fluxo sanguíneo na pele e consequentemente a perda de calor. De forma complementar, ocorrerá também a produção de suor para aumentar as perdas de calor por evaporação. O suor umedece a superfície da pele e, em função das condições ambientais de temperatura, umidade, características físicas e velocidade de deslocamento do meio adjacente, haverá evaporação de água com perda de calor.

Havendo diminuição da temperatura ambiente, ocorrerá vasoconstrição e diminuição da perda de calor por condutividade. A vasoconstrição mediada pelo sistema nervoso autônomo diminui a perda de calor, reduzindo o fluxo sanguíneo em tecidos periféricos onde o resfriamento acaba sendo maior. No frio, a sudorese diminui e a perfusão cutânea também. Entre a circulação profunda e superficial da pele, se interpõe o isolamento térmico superficial da pele, gordura subcutânea e alguns músculos. Dessa forma, menos calor é perdido e a temperatura corporal se mantém. O esforço termo-regulador para se manter a temperatura corporal central é mínimo entre os limites de temperatura ambiental em que pode haver resposta vasomotora compensatória. Em situação de baixa temperatura, o tônus vasomotor serve para diminuir a perda de calor não evaporativa.

Havendo uma diminuição da temperatura ambiente maior do que aquela possível de manter a temperatura corporal somente com o controle vasomotor, outros mecanismos devem ser recrutados. A produção de calor metabólico começa a ser ativada após a resposta vasomotora não dar conta da perda de calor somente com a diminuição da perda de calor por condução através da pele. Nessa condição, para tentar manter a temperatura corporal central dentro de limites fisiológicos, o organismo passa a gerar calor. Após o limite vasomotor mínimo de resposta compensatória de a temperatura ambiental crítica baixa ser ultrapassada, a produção de calor metabólico aumenta proporcionalmente à queda de temperatura corporal.

Para manter a temperatura corporal estável, não deve haver variação do resultado da taxa metabólica menos a energia da perda de calor. No frio, a taxa do calor gerado metabolicamente depende da quantidade perdida. Havendo mais perda de calor, mais energia metabólica é gasta para gerar calor e manter a temperatura corporal estável.

O tremor muscular e sua consequente produção de calor aumentam progressivamente com a diminuição da temperatura corporal central. O metabolismo tem um limite máximo de capacidade de gerar calor. Ultrapassando o limite do pico de geração de calor, o acréscimo de diminuição da temperatura ambiente leva a uma diminuição da temperatura corporal central. Logo, há limites fisiológicos de capacidade de gerar calor. A falta de manutenção desse balanço resulta em hipotermia.

No ar, a variação entre a diferença de limites de temperatura crítica é larga e tem um ponto médio em torno dos 26°C, ou seja, no ar, pelas suas características de condução de calor, os extremos de temperatura máxima e mínima da zona de controle vasomotor são grandes. Na água, o ponto médio é, como já foi referido, em torno de 35°C e a zona de controle vasomotor é estreita.

Controle da regulação da temperatura corporal

A fisiologia da regulação da temperatura funciona a partir da informação proveniente de sensores de calor e de frio localizados na pele e no sistema nervoso central que relatam o aumento ou diminuição da temperatura corporal. A informação sobre a temperatura real do corpo chega ao cérebro, ao hipotálamo, assim como à medula, e desencadeia a resposta termo-reguladora.

As evidências fisiológicas indicam que a regulação térmica no sistema nervoso central ocorre através de mecanismos neuronais de inibição recíproca sobre o centro termo-regulador. Através do metabolismo normal, nosso corpo funciona, produzindo calor, e os neurônios efetores estimulam respostas que, quando inibidas, aumentam a perda de calor ou provocam mais produção de calor. As respostas efetoras estão relacionadas a ações do sistema nervoso autonômico e do córtex cerebral.

Núcleos no sistema nervoso central responsáveis por manter a temperatura corporal dentro de limites estritos integram as informações provenientes de sensores de frio e de calor, que estão distribuídos na periferia e nas regiões centrais do nosso corpo. Essas regiões, de acordo com a informação dos referidos sensores, desencadeariam respostas efetoras, já descritas, relacionadas ao controle da perda ou da produção de calor.

Os receptores para frio ou calor transformam energia térmica em informação neuronal, que é levada até as regiões centrais do sistema nervoso. Na área pré-óptica do hipotálamo no sistema nervoso central, há três grupos de neurônios que regulam respostas efetoras. Um grupo desencadeia respostas de produção de calor metabólico através do tremor muscular, outro produz vasoconstrição e um terceiro desencadeia a sudorese. Em última análise, o sensor de frio produz inibição da sudorese e desencadeia vasoconstrição, regulando a perda de calor. Já o de calor inibe o tremor muscular.

Além disso, a informação térmica da temperatura corporal em determinada parte do corpo é integrada ao córtex cerebral. Nele, a percepção do estímulo térmico acarretará uma sensação e esta, um comportamento, como, por exemplo, o de se abrigar do frio.

Após ocorrer uma resposta efetora do sistema nervoso autonômico, que pode ser vasodilatação com sudorese, vasoconstrição e até mesmo produção de calor metabólico, haverá uma alteração da temperatura do corpo. O resultado da ação termo-reguladora proveniente do sistema nervoso vai transmitir-se ao sangue circulante. A circulação cardiopulmonar vai atuar como um misturador térmico. Dessa forma, através da circulação do sistema nervoso central, fornecer-se-á para os núcleos termo-sensíveis e reguladores do hipotálamo uma atualização da informação sobre a temperatura corporal.

A resposta autonômica será mantida até se alcançar uma temperatura adequada. Alcançando-se a temperatura-alvo ou metabolicamente adequada, passará a ocorrer inibição da resposta efetora autonômica. Novas respostas autonômicas no sentido de aumentar ou diminuir a temperatura corporal dependerão de novas informações dos sensores de frio ou calor oriundas tanto da periferia, como de regiões centrais do corpo.

O frio e o aumento da diurese

Normalmente a imersão induz a uma redistribuição do volume de sangue circulante. Essa redistribuição se dá no sentido de sair das extremidades e ir para os vasos de capacitância do sistema venoso intratorácico. Com a vasoconstrição periférica, ocorre uma diminuição do continente circulatório com uma desproporção do conteúdo circulante em relação ao continente vascular. Isso produz um aumento relativo do volume circulante no momento da vasoconstrição periférica, com aumento das pressões arterial e venosa. Há aumento da perfusão renal e consequente aumento da diurese. O aumento do volume urinário será uma consequência da resposta compensadora fisiológica para restabelecer a relação conteúdo/continente e diminuir a pressão intravascular. No frio, essa resposta está intensificada em função da resposta vasomotora para manter a temperatura corporal nos limites fisiológicos.

O estresse da resposta ao frio

A imersão em águas muito frias produz respostas adaptativas intensas com sobrecarga ao sistema cardiovascular. A vasoconstrição intensa acarreta aumento da pressão arterial devido ao aumento da resistência vascular periférica. Ela também acarreta aumento do volume no sistema venoso central. O sistema venoso central intratorácico consegue receber esse aumento de volume, pois são vasos de capacitância. O aumento do volume além da capacidade de armazenamento desses vasos leva a um aumento da pressão venosa. O aumento das pressões arteriais e venosas acarreta aumento da carga de trabalho para o coração por aumento da pré e pós-carga cardíaca. Essa alteração é mais importante no idoso, pois pode desencadear hipertensão súbita mais intensa, insuficiência coronariana e cardíaca. No idoso, pode haver pequena insuficiência cardíaca incipiente e doença vascular que limitam a capacidade de resposta adaptativa.

Em situações extremas de frio, além do estímulo de receptores de frio, há estímulo de receptores de dor. A dor produz liberação de corticotrofina pelo sistema nervoso central com secreção secundária de epinefrina pelas glândulas adrenais. A epinefrina tem efeitos termogênicos indiretos sobre a célula muscular e hepática através da glicogenólise com liberação de energia. Assim, em condições de frio intenso, há elevação da glicemia e dos níveis de ácido lático decorrentes de ações hormonais.

O frio intenso acarreta importante resposta ventilatória. Ocorre aumento da frequência ventilatória. Mais sangue é oxigenado por unidade de tecido pulmonar perfundido de sangue. Em termos respiratórios, há um aumento de 20 a 40% do consumo de oxigênio com importante aumento do coeficiente respiratório e produção de gás carbônico.

No estresse ao frio em temperaturas extremas perto do congelamento, seguindo uma vasoconstrição inicial, ocorre uma vasodilatação. Isso ocorre para proteger os tecidos periféricos de dano adicional decorrente da intensa redução inicial do fluxo sanguíneo. Nessas condições, ocorre também atividade muscular involuntária e termogênese por aumento do metabolismo de tecidos adiposos. O tremor muscular será a maior fonte de calor.

Fatores que afetam a resposta termo-reguladora

Existe um conjunto de fatores que afetam a regulação da temperatura corporal, independentemente da temperatura ambiente. Os fatores que afetam a resposta do sistema termo-regulador, são a idade, nível de glicose no sangue e pressão parcial do nitrogênio, entre outros. O enjôo também pode alterar a resposta termo-reguladora.

Idade

A resposta fisiológica ao esfriamento está diminuída no idoso. Tanto a resposta autonômica para diminuir a perda de calor quanto a capacidade de gerar calor são menores. Portanto, a capacidade de adaptação à perda e à produção de calor está afetada, de maneira significativa, no idoso.

A diminuição da capacidade termo-reguladora com a idade é uma alteração que se instala gradualmente. A partir dos 40 anos, ela se torna bem perceptível.

A exposição a temperaturas subtérmicas com risco de hipotermia é reconhecidamente um problema do mergulhador com mais idade. No idoso, ela é potencializada não somente pela alteração da resposta fisiológica esperada, mas também por ele apresentar, em geral, uma diminuição da gordura subcutânea; usar medicações que afetam a regulação térmica; poder apresentar alterações circulatórias periféricas e também diminuir a percepção térmica de frio, que ocorre com o aumento da idade.

A redução da tolerância térmica resulta numa menor tolerância ao exercício e aumenta o risco cardiovascular de insuficiência cardíaca. Em função disso tudo, o mergulhador idoso deve ter cuidados especiais em relação à proteção térmica, principalmente em relação às extremidades, usando roupas e equipamento adequados. Assim sendo, também se sugere que, nessas condições, o mergulho seja praticado em águas mais quentes, evitando-se águas frias.

Por outro lado, hipotermia ocorre mais frequentemente em crianças. Elas aparentemente parecem suportá-la mais. Isso é evidente à medida que podemos observá-las com tremores e mesmo cianose de extremidades decorrente da intensa vasoconstrição periférica quando expostas, por muito tempo, ao meio aquático. Apesar desses sinais, geralmente, elas não sabem a hora de sair da água.

Crianças podem apresentar rápida perda de calor devido à maior área de superfície corpórea relacionada com a taxa metabólica necessária para manter o calor corporal central. Elas apresentam uma menor sensibilidade para a percepção da redução da temperatura corporal. A soma desses dois fatores as torna mais susceptíveis a apresentar hipotermia durante o mergulho.

A proteção térmica é uma necessidade importante para crianças que realizam atividades aquáticas. Se a estatura é baixa, a superfície corporal é maior em relação ao volume. Segundo o antropólogo Luca Cavalli-Sforza, é uma questão matemática. Por exemplo, em termos matemáticos, enquanto um cubo com um cm de comprimento tem um cm³ de volume, um cm² de área de superfície de uma face e uma área total de superfície de seis cm² com uma razão superfície/volume de 6:1, um cubo de dois cm de comprimento tem oito cm³ de volume, quatro cm² de área de superfície de uma face e uma área total de superfície de 24 cm² com uma razão superfície/volume de 3:1. Portanto, se um cubo tiver um centímetro de lado e outro o dobro, a superfície do primeiro será um quarto da do segundo, mas seu volume será oito vezes menor. O calor é produzido no interior do corpo e se dispersa pela superfície. No caso da criança, o corpo é menor e a superfície será relativamente maior, sendo que o calor irá dissipar-se mais facilmente, causando um resfriamento mais eficiente.

Gênero e constituição corporal

Em relação ao gênero, podemos dizer que não há diferenças entre homens e mulheres em relação à resposta fisiológica. Entretanto, parece que a velocidade de resfriamento é maior em mulheres em função da diferença da quantidade de massa muscular. Quanto maior quantidade de massa muscular, maior será a capacidade de contração muscular e produção de calor metabólico. Podendo produzir mais calor, menor é a taxa de resfriamento.

Por outro lado, as características da perfusão vascular dos músculos esqueléticos e sua disponibilidade por recrutamento por vasoconstrição usada na resposta fisiológica para diminuir a perda de calor, os tornam um fator de isolamento. Quanto maior o preparo físico e massa muscular do mergulhador, melhor será a perfusão vascular da sua musculatura e melhor será sua capacidade de produzir isolamento térmico.

Avaliando a diferença em relação à composição corporal entre homens e mulheres, convém considerar outras características de composição e forma que devam ser comentadas. Em relação à gordura corporal, podemos dizer que o tecido subcutâneo é rico em gordura e serve como isolante térmico. Geralmente mulheres apresentam maior proporção de adiposidade. Quanto maior a vasoconstrição, mais importante se torna o isolamento térmico proporcionado pela quantidade de gordura subcutânea. As características da vascularização do tecido adiposo subcutâneo o tornam um bom isolante térmico.

Nível de glicose no sangue

O nível de glicose sanguínea também é um fator que influencia a resposta de manutenção do calor corporal. Os neurônios da região termo-reguladora do hipotálamo são sensíveis aos níveis de glicemia. A hipoglicemia diminui a resposta de produção de calor. Ela diminui o limiar de desencadeamento da resposta fisiológica, reduz a intensidade e a duração da resposta de contração muscular (tremor) produtora de calor. Portanto, quando há queda dos níveis de glicose no sangue, ocorre hipotermia secundária.

Acredita-se que isso seja uma resposta de defesa. A diminuição da produção de calor seria uma maneira de diminuir o consumo de glicose em certas regiões do corpo e priorizar a glicose disponível para regiões vitais do cérebro. Essas alterações devem ser conhecidas por aqueles que utilizam protocolos de mergulho adaptado ao mergulhador portador de diabete melito que usa insulina, pelo risco de esses mergulhadores apresentarem hipoglicemia. Mergulhadores diabéticos que usam insulina ou hipoglicemiantes orais, são mais suscetíveis à hipotermia em situações de risco como em mergulhos profundos, com esforço físico ou em ambientes muito frios. Nessas condições, os protocolos de mergulho com mergulhadores diabéticos devem ser adaptados no sentido de prever e diminuir os riscos de hipoglicemia.

Narcose

Mergulhadores respirando ar comprimido estão dispostos à hipotermia. A narcose inibe a resposta termogênica. Mesmo baixos níveis de narcose alteram a capacidade de produção de calor. Provavelmente a narcose diminua a intensidade da transmissão nervosa ao centro termo-regulador. A informação oriunda dos sensores de frio ou calor está afetada e consequentemente toda a ação posterior à percepção de calor ou frio fica comprometida.

Na narcose, a percepção térmica também está alterada. Qualquer fator que interfira na percepção térmica, influenciará o comportamento no sentido de resultar numa atitude para se proteger do frio. A narcose aumenta a sensação de conforto térmico, ou seja, o mergulhador percebe a sua temperatura como sendo maior do que realmente é. Essa interferência de percepção faz com que o mergulhador esfrie mais intensamente, pois acaba postergando a resposta comportamental esperada para se proteger do frio.

Essa alteração acaba sendo menos intensa e mais lenta e gradual. O mergulhador, incapaz de perceber a alteração de temperatura corporal, acaba na incapacidade de detectar o seu resfriamento. Como o resfriamento lento é uma alteração insidiosa, acaba havendo uma tolerância até um determinado ponto e a partir de um determinado limite pode passar a uma situação emergencial com alteração do nível de consciência e coma. Devemos também registrar que narcose por gás inerte suprime a ocorrência de tremores durante o mergulho.

Enjôo

O mareio, mesmo nas formas leves, interfere na resposta fisiológica ao frio. As alterações neuro-humorais relacionadas com o mareio potencializam o resfriamento corporal. Isso ocorre mesmo quando o mergulhador está em águas mornas.

O enjôo não interfere na resposta produtora de calor. Ele interfere na resposta vasoconstritora. No enjôo, a resposta vasoconstritora está atenuada, desencadeando um resfriamento mais rápido por não haver uma diminuição de perda de calor por condução pela pele. Não se sabe se o uso de medicações contra o enjôo protegeria desse efeito.

Desidratação

Mergulhadores expostos ao frio e que estão desidratados, apresentam mais hipotermia, ou seja, a desidratação pode predispor a hipotermia nos indivíduos expostos ao frio. O grau de hidratação é importante para melhorar a resposta fisiológica e prevenir a ocorrência de hipotermia em situações limite. A desidratação potencializa as lesões provocadas pelo frio, pois na desidratação já ocorre um fluxo sanguíneo periférico menor.

Na desidratação, há uma hemoconcentração de todos componentes do sangue e a osmolaridade sanguínea está aumentada e isso tem efeito sobre os neurônios do hipotálamo. Essas estruturas neurológicas são sensíveis a alterações de osmolaridade do sangue. Estados de aumento de osmolaridade produzem diminuição da sensibilidade desses neurônios no sentido da produção de calor metabólico. Portanto, a desidratação piora a resposta fisiológica a baixas temperaturas.

Exposição ao frio, desidratação e mergulho combinados alteram a resposta fisiológica. A desidratação predispõe a lesões pelo frio em extremidades, pois há um fluxo sanguíneo periférico menor ainda.

Na situação de desidratação, a sudorese estaria completamente inibida. O suor aumentaria a osmolaridade sanguínea e diminuiria ainda mais o volume circulante. Além disso, aumentaria a perda de calor por condução. Mergulhadores desidratados têm a pele seca e fria.

Complicações da falha do controle térmico no mergulho: hipotermia

Hipotermia ocorre quando os mecanismos compensatórios para a manutenção da temperatura corporal são insuficientes e o corpo esfria além dos limites para a manutenção do metabolismo normal e integridade celular.

Hipotermia é definida por temperatura corporal central abaixo de 35°C, podendo ser leve, quando essa temperatura for de 32 a 35 °C; moderada, de 28 a 32 °C, e severa, abaixo de 28°C. Na célula, a hipotermia produz alteração da função da membrana celular, efluxo de fluido intracelular, disfunção enzimática e distúrbios eletrolíticos, mais proeminentemente a hiperpotassemia. Lesão celular decorre, como consequência, da hipotermia sobre o metabolismo celular.

Na hipotermia, além de todas as alterações compensatórias descritas envolvendo o sistema nervoso central e autonômico, ocorrem alterações hormonais. Com a hipotermia, o hipotálamo aumenta a produção de calor não só com os tremores, mas também com aumento da atividade de certos hormônios como o hormônio tireoideano, as catecolaminas e outros hormônios adrenais. Essas seriam respostas fisiológicas extremas no sentido de manter o equilíbrio térmico.

Hipotermia e mergulho

Hipotermia é a maior consequência da incapacidade de o mergulhador manter sua temperatura corporal em limites aceitáveis para a realização das suas atividades subaquáticas. Hipotermia é um dos fatores que prejudicam o desempenho do mergulhador durante o mergulho. Casos extremos podem provocar alterações da consciência e mesmo morte.

No mergulho, dependendo do grau de hipotermia, podem ocorrer várias consequências na operação de mergulho. A hipotermia leve, por prejudicar o desempenho psicomotor, predispõe a acidentes. Formas moderadas levam à alteração de consciência e consequentemente ao afogamento. Já formas graves podem acarretar instabilidade hemodinâmica, arritmias cardíacas, insuficiência cardíaca e até morte.

Existe uma situação insidiosa e que pode apresentar graves consequências, que é a hipotermia assintomática. Nela, ocorre leve a moderada hipotermia, mantida por longos períodos, sem tremores e com percepção alterada da sensação de frio. É o caso em mergulhos longos e em profundidades maiores em que se usam gases com potencial narcótico. É uma situação que, muitas vezes, passa despercebida e, quando se instala, pode ter consequências trágicas.

Proteção térmica das roupas de mergulho

No mergulho, o isolamento térmico produzido pela gordura do subcutâneo não é suficiente para equilibrar a perda de calor produzida pelas condições de mergulho. Frente a extremos de variação de temperatura ambiental, o ser humano deve lançar mão de proteção térmica adequada através do uso de vestimentas protetoras. O objetivo da proteção térmica com equipamento apropriado é estabelecer um ambiente neutro em sentido térmico em volta do mergulhador. Em última análise, o uso da roupa de mergulho serve para diminuir o gradiente de temperatura do corpo do mergulhador em relação à temperatura ambiental e tenta modificar o valor da temperatura crítica inferior do ambiente em volta do mergulhador, criando um microclima em relação ao meio ambiente.

No mergulho, devido ao fato de o ambiente sempre ter uma temperatura mais baixa que a corporal, é necessário o uso de roupas adequadas em relação ao tipo de mergulho planejado para se manter a temperatura corporal em níveis adequados. O ser humano não consegue manter a estreita faixa de conforto de temperatura corporal em relação à temperatura ambiental sem a ajuda de proteção térmica isolante.

As roupas de mergulho são divididas em três grupos: roupas secas, úmidas e úmidas perfundidas com água quente.

Roupas secas

O uso de roupas secas visa a evitar a exposição direta à água e consequentemente à sua temperatura. Elas diminuem a superfície corporal exposta e evitam a retirada de calor por condutividade através do contato com a água. Promovem isolamento do ambiente em relação ao corpo do mergulhador. A roupa seca mantém uma barreira à prova de água, permitindo uma maior manipulação de confecção de uma parede de isolamento térmico, adicionando-se roupas de baixo e ar ou gases de uso específico para esses fins. Entre a pele e o tecido protetor, podem-se interpor outros tecidos com diferentes coeficientes de condução térmica, maleabilidade e conforto. Os gases usados permeando os tecidos aumentam o isolamento térmico, pois, ao se aquecerem, ajudam a manter a temperatura corporal.

Muitos fatores interferem na proteção térmica dessas roupas. Os principais são: o material de que são feitas, as características físicas em relação à condução de calor da vestimenta, se folgada ou apertada nas extremidades e as propriedades térmicas da vestimenta interna. Permeando o interior da roupa, pode haver algum gás para otimizar o isolamento térmico. A desvantagem é uma redução do perfil hidrodinâmico do mergulhador. Ressaltamos, no entanto, que, em algumas condições de uso em que o mergulhador tem acoplado ao seu corpo inúmeros equipamentos, isso possa ser irrelevante.

A comunidade de mergulho técnico e comercial tem usado o argônio como gás para inflar roupas secas e proporcionar aumento do isolamento térmico. O argônio apresenta propriedades físicas potenciais para ser eleito gás para inflar roupa seca. Sua condução térmica é 32% menor que a do ar. Teoricamente o isolamento usando argônio pode chegar a aumentar em 50% a capacidade efetiva de isolamento da roupa.

Entretanto, um estudo recente evidenciou que a impressão subjetiva de conforto térmico não foi diferente entre grupos de mergulhadores que utilizaram roupas secas infladas com argônio ou ar. Além da questão subjetiva, o estudo não encontrou diferenças objetivas que indicassem proteção superior do argônio quando se mediu a temperatura retal e da pele. Entretanto, o estudo não mediu objetivamente se houve alteração relacionada ao gasto energético para a manutenção da temperatura corporal. A diminuição do gasto energético poderia definir uma evidência a favor do uso do argônio.

Roupas úmidas

As roupas úmidas são aquelas que estabelecem um isolamento térmico sem isolar completamente o corpo do mergulhador da água e, portanto, com algum grau de circulação de água. Nas roupas úmidas, uma fina camada de água aquecida pelo próprio corpo do mergulhador se mantém entre a pele e uma parte da espessura da camada da vestimenta que cobre o mergulhador, promovendo a proteção térmica.

Habitualmente utiliza-se espuma de neoprene como isolante térmico. Como a roupa fica sempre úmida durante o uso dentro da água, há um menor desempenho em relação à proteção térmica. A água se infiltra pelo material e acaba circulando dentro do neoprene. Apesar de o mergulhador vestir uma roupa, ainda ocorre condução de calor em relação ao meio ambiente aquático. Por outro lado, pela possibilidade de se confeccionarem roupas bem ajustadas, essas roupas oferecem um melhor desempenho hidrodinâmico.

Roupas bem confeccionadas, completamente aderidas à superfície da pele e com menos costuras que permitam mais água circular, funcionam, criando um microclima na superfície do corpo do mergulhador, que, apesar de úmido, tem uma temperatura maior que a do meio ambiente. A água que fica dentro da espuma de neoprene, é aquecida e mantida em volta do corpo. Quanto maior a espessura da cobertura, menor será a perda por condução e mesmo convecção intratecido.

Além da formação de um micro clima em volta do mergulhador com água aquecida que se mantém em volta do corpo do mergulhador e que depende da espessura e da permeabilidade do material, há o próprio efeito isolante específico proporcionado pelas características do revestimento da espuma de neoprene. As células de gás do interior da espuma de neoprene promovem um isolamento térmico adicional. Esse isolamento decorre em parte das características isolantes produzidas pelas bolhas de dentro do tecido e das respectivas características isolantes térmicas do gás de seu interior. Além disso, a presença física dessas células gasosas no interior da espuma de neoprene, também diminui o fluxo de água através da cobertura proporcionada pela roupa. Com o aumento da profundidade a proteção térmica tende a perder eficiência. A compressão do tecido diminui a espessura e conteúdo gasoso diminuindo a proteção térmica.

O desempenho da cobertura térmica produzida pelas roupas úmidas também depende de algumas características de confecção e devem ser levadas em conta. Quanto menos água circular pela roupa mais eficiente será a cobertura térmica. Portanto as roupas devem ser justas, sem folgas, com vedação em punhos tornozelos e pescoço. Além da região de entrada da roupa, geralmente fechada com zíper e protegida por camadas sobrepostas de tecido, o maior orifício é o do pescoço e é o que mais entra água. Por ele pode circular água mais fria no tórax e abdome. Desta forma o tecido do pescoço deve ser bem ajustado e integrado harmonicamente com o capuz. Deve ser conectado ao capuz de modo a não permitir a entrada de água.

A proteção térmica da cabeça também é importante, pois apesar da área de superfície ser relativamente pequena, tem grande circulação cutânea. O mesmo vale para as extremidades. As extremidades também são pontos de perda de calor. Braços e pernas podem ter menos área de superfície que o tórax e abdome, mas é nelas que também ocorre grande perda de calor por características circulatórias. Antes de sobrepor cobertura no tórax com duas camadas proporcionadas por combinações de roupas, é mais importante cobrir as extremidades. Luvas e botas complementam a cobertura de isolamento térmico por roupas úmidas e aumentam a eficiência da cobertura.

Um detalhe importante na confecção da roupa úmida é que ela tenha o mínimo de costuras. Pedaços de neoprene unidos por costura representam pontos de maior permeabilidade e permite maior circulação de água e, portanto de resfriamento.

O isolamento térmico oferecido pelo neoprene compressível muda de acordo com a movimentação do mergulhador e a profundidade. O isolamento efetivo produzido pela roupa em água fria e em repouso pode ser o dobro daquele em movimento. Isso se explica pelo fato de em movimento ocorrer maior condução de calor. A profundidade também diminui o desempenho da roupa por ocorrer uma deformação da espessura da parede de neoprene à medida que a pressão aumenta. Além disso, com o aumento da profundidade, espera-se diminuição da temperatura da água. Cabe salientar que, dependendo da qualidade do material utilizado na confecção da roupa, com o tempo de uso, há deformação na espessura da parede de cobertura da roupa e diminuição da performance de proteção térmica.

Roupas úmidas perfundidas com água quente

Roupas perfundidas com água quente são usadas no mergulho saturado e apresentam excelente nível de proteção térmica. As roupas úmidas e as secas são inadequadas para mergulhos de longa permanência apesar de toda tecnologia moderna usada na sua confecção. Em grandes profundidades e em mergulhos de longa duração, o balanço térmico do mergulhador somente é possível com fonte de energia suplementar. Nessas condições, se faz necessária a criação de um microclima em torno do mergulhador com roupas que são perfundidas com água quente de uma fonte externa, que é levada até o mergulhador através de um umbilical. A fonte de água quente deve fornecer água entre 35 e 40°C para ser misturada com a que está penetrando a roupa, vindo do meio ambiente externo mais frio. O maior problema deste tipo de roupa é a dependência externa e as consequências decorrentes da falha de um sistema complexo de aquecimento num ambiente de temperatura de extremos inferiores.

Recentemente essas roupas foram reavaliadas quanto à sua capacidade de manter a temperatura corporal central durante mergulhos saturados em condições normais de operação. Acreditava-se que os mergulhadores que realizavam mergulho saturado, estariam predispostos à hipotermia assintomática por alterações na percepção térmica da temperatura ambiental em função da saturação por gás inerte. O estudo revelou que a utilização de roupas perfundidas com água quente no mergulho saturado não provocou prejuízo na percepção térmica e, dessa maneira, não foi observada alteração comportamental na regulação do aporte de água quente da roupa, produzindo hiper ou hipo-aquecimento da roupa e colocando em risco a saúde do mergulhador. Portanto, esse estudo concluiu que o uso dessas roupas é uma solução adequada para prevenir o risco de hipotermia e manter o conforto térmico no mergulho saturado profundo.

Considerações sobre a descompressão e a temperatura do mergulhador

A taxa de eliminação de gás inerte é influenciada pela temperatura do corpo. O fluxo sanguíneo nas várias estruturas do nosso corpo fica reduzido pela vasoconstrição e isso acarreta uma redução da liberação de gás inerte do tecido. Mergulho com exposição ao frio tem sido relacionado com aumento da ocorrência de sintomas descompressivos para um mesmo perfil de mergulho.

Salienta-se também que a exposição rápida ao calor após um mergulho pode induzir à doença descompressiva. A rápida alteração de temperatura em tecido periférico provoca vasodilatação com aumento da perfusão tecidual. Rápidas alterações circulatórias aumentando subitamente a eliminação de gás inerte provocam coalescência de núcleos gasosos e formação de fase que podem corresponder a mais manifestações clínicas da doença descompressiva.

Também devemos salientar que hipotermia leva a alterações cognitivas e essa alteração, por sua vez, produz déficit de atenção com prejuízo ao seguimento das condutas de segurança durante o mergulho. Déficit de atenção provoca falha no seguimento do planejamento de mergulho descompressivo e, portanto, mais doença descompressiva.

Perda de calor em câmara hiperbárica

Ambientes hiperbáricos afetam as funções do sistema termo-regulador. No ambiente da câmara hiperbárica ou no habitat do mergulho saturado, a perda predominante de calor é por convecção. Nesses ambientes, as perdas de calor por radiação e evaporação são diminuídas enquanto as perdas por convecção são aumentadas.

Aumentando a pressão em ambiente gasoso, aumenta a perda por convecção. Para uma mesma diferença de temperatura entre o ambiente e a pele, em ambiente hiperbárico, há maior perda de calor à medida que aumenta a pressão. Pequenas variações da diferença de temperatura produzem maiores variações da perda de calor por convecção no ambiente hiperbárico quando comparado com o de pressão normal. Fisicamente isso está explicado pelo aumento da condutividade do gás sob pressão. Mais moléculas estão em contato para transportar energia térmica por condução.

Por outro lado, nessas mesmas condições, se diminui a perda que normalmente ocorre por radiação e evaporação. A difusão do vapor da água da pele para o ambiente diminui com o aumento da pressão. Essa difusão depende da composição do gás do ambiente. Ela é maior no ambiente que contém hélio. Entretanto, no ambiente com hélio, a perda de calor por difusão através da evaporação tende a ser compensada pela diminuição da difusão decorrente do aumento da pressão.

Cada fator de perda é influenciado pela temperatura, umidade e movimentação da mistura gasosa no ambiente. Acresce-se a essa condição um aumento da perda de calor através da ventilação pulmonar. Por isso tudo, ambientes hiperbáricos com hélio e oxigênio exigem rigoroso controle de temperatura. O controle da perda de calor do corpo pode ser compensado pelo aquecimento das misturas e climatização do ambiente.

Acredita-se que o aumento da pressão hidrostática provoque alterações na parte comportamental do controle da temperatura corporal. Não haveria uma alteração da capacidade de resposta termo-reguladora em ambientes com hélio. O que se observa, é que em ambiente em termos neutros, o aumento da perda de calor provocado por misturas contendo hélio é contrabalançado por um aumento compensatório do metabolismo. Em ambientes com temperaturas menores do que 30°C, a hipotermia que ocorre, se deve à perda maior de calor e à falta de resposta comportamental apropriada de se procurar uma cobertura adequada para o corpo.

Conclusões

Proteção térmica é um item de segurança que deve ser valorizado e receber a atenção adequada em operações de mergulho. É uma questão prioritária tanto no mergulho recreativo, como no técnico ou profissional. Roupas adequadas para a proteção térmica têm o mesmo valor de um bom regulador ou qualquer outro item do equipamento. A adequada proteção térmica não somente aumenta o conforto do mergulho, como também a segurança da operação. A escolha da roupa transcende não somente o aspecto fashion do mergulho. Também não se pode declinar do seu uso em águas tropicais por se acreditar que o mergulho seja quente. A adequada proteção térmica ou “roupa de mergulho” é um item de segurança fundamental.

Muitas são as respostas fisiológicas do corpo humano à imersão. A manutenção da temperatura é uma delas. Se, por um lado, o mergulhador pode apresentar alterações agudas ou subagudas do seu estado de saúde decorrentes dos disbarismos relacionados ao ato de mergulhar, por outro, ele também pode estar exposto a alterações mais insidiosas relacionadas à manutenção da temperatura do corpo. Conhecer o controle térmico do corpo do mergulhador, sua relação com a resposta fisiológica ao mergulho e os fatores que interferem no controle e na capacidade de manter a temperatura corporal através de vestimentas adequadas é importante para prevenir a última consequência da falha de controle térmico, que é a hipotermia do mergulhador. Definitivamente os aspectos relacionados à necessidade de proteção térmica e mesmo o conhecimento do controle e regulação da temperatura do corpo do mergulhador não são um assunto devidamente explorado e tratado nos cursos de mergulho.

Fontes

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Renúncia

Nenhuma representação neste texto é feita no sentido de oferecer um diagnóstico, tratamento ou cura para qualquer condição ou doença relatada. O caráter do texto é somente informativo e deve ser usado em conjunto com o aconselhamento específico do médico de medicina do mergulho. O autor não é responsável por qualquer consequência concebível relacionada à leitura deste texto.

Augusto Marques

Augusto Marques Ramos é formado pela UFRGS, Mestre em Medicina pela mesma Universidade e Preceptor do Programa de Residência Médica do Hospital Nossa Senhora da Conceição, atuando também como médico nefrologista do Instituto da Criança com Diabetes.

Mergulhador desde 1984 e membro associado do Dive Alert Network (DAN) desde 1997. Ele também é instrutor de mergulho pela Association of Diving School, International (ADS, International).

Realiza avaliação médica para a prática do mergulho autônomo amador em várias escolas de mergulho desde 1987.

É médico hiperbarista formado pela UFSP e pelo Centro de Instrução e Adestratamento Almirante Átilla Monteiro Aché (CIAMA).

Também é membro da Sociedade Gaúcha de Nefrologia, das Sociedades Brasileiras de Nefrologia e de Medicina Hiperbárica, da South Pacific Underwater Medicine Society (SPUMS) e da European Dialysis and Transplant Association (EDTA).